 |
|
Элементы коммутации.
Такие элементы (проводники и контактные площадки) служат для электрического соединения компонентов и элементов ГИС между собой, а также для присоединения к выводам корпуса. К материалам элементов коммутации предъявляются следующие требования: высокая электропроводность; хорошая адгезия к подложке; высокая коррозионная стойкость; обеспечение низкого и воспроизводимого переходного сопротивления контактов; возможность пайки или сварки выводов навесных компонентов и проволочных перемычек для электрического соединения контактных площадок платы с выводами корпуса.
Самым распространенным материалом тонкопленочных проводников и контактных площадок в ГИС повышенной надежности является золото с подслоем хрома, нихрома или титана. Подслой обеспечивает высокую адгезию, а золото - нужную электропроводность, высокую коррозийную стойкость, возможность пайки и сварки. Толщина пленочного проводника обычно составляет 0,5 - 1,0 мкм. В аппаратуре с менее жесткими требованиями к надежности в качестве проводников используют пленки меди или алюминия с подслоем хрома, нихрома, ванадия и титана. Для предотвращения оксидирования меди и улучшения условий пайки или сварки медные контактные площадки покрывают хромом, никелем, золотом или ванадием. Для пайки их целесообразно облуживать погружением схемы в припой, при этом остальные пленочные элементы должны быть защищены. Алюминий обладает достаточно высокой коррозионной стойкостью и может использоваться как с защитным покрытием никеля или ванадия для обеспечения возможности пайки, так и без него, если присоединение навесных компонентов и создание внешних контактов осуществляется сваркой. Толщина медных и алюминиевых проводников составляет 1 мкм, а толщина никелевого или золотого покрытия - сотые доли микрометра. Рост функциональной сложности ГИС, использование многовыводных полупроводниковых БИС в качестве компонентов гибридных микросхем привели к необходимости создания многовыводной разводки. К системе многоуровневой разводки предъявляются повышенные требования: высокая плотность монтажа, качественная межуровневая изоляция, малое переходное сопротивление контактов при переходе с одного уровня на другой, малые паразитные емкости, высокая механическая прочность, эффективный перенос тепла от компонентов к теплоотводящим основаниям, низкая стоимость. Так, например, материалы диэлектрических слоев должны иметь малую диэлектрическую проницаемость, высокую электрическую прочность и высокое сопротивление изоляции. На рисунке 11 представлены варианты многоуровневой разводки гибридных БИС. Для многоуровневой коммутации гибридных БИС с применением гибких полиимидных плат функции несущего основания и теплоотвода выполняет металлическая (анодированная алюминиевая) плата, а функции коммутационной платы - система гибких полиимидныхпленок толщиной 40 - 60 мкм с нанесенными на них методом тонкопленочной технологии проводящими дорожками. Двустороннюю металлизацию пленки и вытравленных в ней переходных отверстий производят напылением многослойной пленки Cr-Cu-Cr толщиной 1 - 2 мкм с последующим гальваническим наращиванием меди (13 - 16 мкм) и сплава Su-Bi толщиной 7 - 10 мкм. Гибкие полиимидные коммутационные платы присоединяют к металлической подложке вакуумной пайкой (см. рис.2,в), для чего в соответствующих контактным площадкам местах имеются переходные металлизированные отверстия. При пайке припой заполняет их, образуя прочные коммутационные соединения и одновременно механическое крепление. Для изоляции между гибкими платами с разводкой на обеих сторонах используют прокладки из полиимидной пленки без разводки, но с отверстиями в местах межслойных переходов. Навесные компоненты могут быть смонтированы как на коммутационной полиимидной пленке, так и не
 |
посредственно на металлической плате через окна, вытравленные в гибких платах.
Рисунок 11 -Конструктивно-технологические варианты присоединения двухуровневой коммутации на полиимидной пленке к жесткому основанию: путем посадки на клей (а), сварки с металлическими столбиками, сформированными на жестком основании (б), вакуумной пайки переходных отверстий (в); 1 - кристалл, 2 - подложка (жесткое основание),3 - гибкий вывод, 4 - клей, 5 - полиимид, 6 - коммутация на полиимиде, 7 - сформированные на подложке столбики